هیدروژن فلز است یا نافلز؟

هیدروژن فلز است یا نافلز، سوالی است که با معرفی عنصر هیدروژن و بیان خواص آن، مشخص می شود. هیدروژن عنصری از جدول تناوبی با عدد اتمی یک است که شامل یک الکترون و یک پروتون است. این عنصر به گروه اول این جدول تعلق داشته و در بالاترین نقطه در سمت چپ قرار دارد. هیدروژن با نماد H در جدول تناوبی نشان داده می شود. در این مقاله نشریه جهان شیمی فیزیک به سوال هیدروژن فلز است یا نافلز، پاسخ داده می شود.

ویژگی های هیدروژن

هیدروژن سبک ترین عنصر جدول تناوبی و فراوان ترین عنصر شیمیایی در جهان است. این عنصر درحالت عادی به صورت گاز بوده و یک نافلز محسوب می شود. با این که در گروه فلزات قلیایی قرار دارد ولی از نظر خواص، با عناصر این گروه متفاوت بوده و خواصی مشابه با نافلزات دارد. علت قرارگیری هیدروژن در این گروه، آرایش الکترونی آن است. داشتن فقط یک لایه در آرایش این اتم، هیدروژن را به کوچکترین عنصر جهان تبدیل کرده است.

هیدروژن گازی بدون رنگ و شفاف است و طعم و بوی خاصی ندارد. این عنصر سمی نبوده و به صورت مولکول دو اتمی H_۲ مشاهده می شود. برای این که هیدروژن به صورت مایع و یا جامد تبدیل شود، به فشار بسیار بالا و دمای بسیار پایینی نیاز دارد. یکی از خواص فیزیکی هیدروژن، قابلیت آتش زایی آن است که  در صورت ترکیب با اکسیژن یا هوا، امکان انفجار وجود دارد.

خواص شیمیایی هیدروژن

با پاسخ به این سوال که هیدروژن فلز است یا نافلز، مشخص شد که هیدروژن یک نافلز است. پس باید خواصی مشابه با نافلزات از خود نشان دهد. این عنصر مانند هالوژن ها می تواند یک الکترون گرفته و تشکیل H^– دهد. همچنین مانند نافلزات می تواند مولکول های دو اتمی تشکیل دهد.

نیروی بین مولکولی در مولکول های هیدروژن پایین بوده و باعث پایین شدن نقاط ذوب و جوش آن می شود. اما باز این نیروها به اندازه ای است که به راحتی در دمای اتاق در واکنش شرکت نکند. اما اگر مولکول هیدروژن با گرما، پرتودهی و کاتالیزور فعال شود می تواند با بسیاری از مواد در واکنش شرکت کرده و گرما تولید کند.

از خواص شیمیایی دیگر هیدروژن، توانایی تشکیل پیوندهای کووالانسی با مواد دیگر است. به عنوان مثال با اکسیژن پیوند برقرار کند که در مولکول آب مشاهده می شود. هیدروژن در مقابل اکسیدهای فلزی در نقش یک کاهنده است.

واکنش های هیدروژن

هیدروژن به عنوان یک نافلز می تواند با فلزات فعال مانند فلزات قلیایی واکنش داده و تولید هیدریدهای یونی دهد. به عنوان مثال در ترکیب با لیتیم، LiH را تشکیل می دهد. فلزات قلیایی خاکی نیز در دسته ی فلزات فعال بوده و با هیدروژن واکنش می دهد. به عنوان مثال، منیزیم با هیدروژن، تشکیل MgH_۲ می دهد.

یکی از واکنش های هیدروژن با نافلزات است که به صورت پیوند کووالانسی ظاهر می شود. برای مثال، هیدروژن با کلر تشکیل ترکیب HCl می دهد.

فلزات واسطه، دسته سوم از موادی هستند که با هیدروژن واکنش می دهند. در این واکنش نیز، هیدرید فلزی تشکیل می شود.

مزایای هیدروژن

این عنصر در جدول تنابی می تواند با خواص ویژه ای که دارد، در موارد زیادی به کار برده شود. به عنوان مثال، هیدروژن مایع به عنوان سوخت اولیه موشک ها به کار برده می شود. از این عنصر برای تولید انرژی پاک استفاده می شود. از این انرژی در تامین برق، به عنوان سوخت در ژنراتورهای قابل حمل و در مکان های حساس به عنوان انرژی پشتیبان به کار گرفته می شود.

گاز هیدروژن در صنعت، به عنوان گاز حامل در ساخت قطعات الکترونیکی، برای تولید آمونیاک در فرایند هابر، تولید نایلون، انواع مختلف پلاستیک ها، صنعت شیشه سازی و ساخت سنگ های قیمتی مصنوعی، سنگ معدن فلزی، برش اکسیژنی زیر آب و … استفاده می شود.

کاربردهای دیگر گاز هیدروژن در صنعت پزشکی برای هیدروژن درمانی، جوشکاری، صنعت نفت و پتروشیمی، لیزرهای شیمیایی DH|FH، احیاء شیمیایی در صنایع شیمیایی و یک جزء در انواع مخلوط گازی است.